GPS-система мозга отслеживает местоположение и в покое

Ученые Калифорнийского университета в Сан-Франциско обнаружили сеть клеток головного мозга, позволяющую животным определять, где они находятся в период неподвижности, например, когда едят, спят или общаются. Новое исследование дополняет многолетнюю линию исследований по «GPS-системе» мозга. Ранее считалось, что клетки активизировались, только когда животные активно двигались.

    «Впечатления во время движения отличаются от ощущений покоя, — сказал Лорен Фрэнк, профессор физиологии в Калифорнийском университете и ведущий соавтор исследования, которое появилось 2 марта в онлайн-издании Nature. — Наша работа показала, что когда вы создаете воспоминания о поездке, это воспоминания о совокупности мест, где вы побывали, а когда вы находитесь в одном месте, мозг обрабатывает эти сигналы по-другому».

В недавней работе Фрэнк с коллегами показал, что когда животные не двигаются, иногда задействуют ранее активировавшуюся последовательность клеток «места», для хранения информации или планирования будущих передвижений. Но так как считалось, что скорость работы этих клеток прямо пропорциональна скорости передвижения самой крысы, не было ясно, продолжат ли они отслеживать местоположение в покое.

Чтобы изучить этот вопрос, команда использовала W-образный лабиринт с наградой в трех различных местах и обучила крыс передвигаться по трем участкам в определенном порядке. Такая модель гарантировала, что у крыс будут не только периоды движения, но и периоды неподвижности при получении вознаграждения и решении, куда идти дальше в лабиринте. Ученые записывали деятельность в четырех различных зонах гипокампа и обнаружили, что клетки в зоне СА2 стали особенно активны, когда крысы переставали двигаться, и они являются частью обширной «сети» клеток гипокампа, которые сигнализируют крысам о местоположении, когда они в покое. Даже была обнаружена работа этой функции во время сна крыс.

Интересно, что найденный сигнал определения текущего местоположения быстро выключал и включал клетки «места». Фрэнк предполагает, что гипокамп переключает клетки «места» для работы о представлении прошлого опыта и сравнения с текущим за десятые доли секунды.

«Некоторые исследования показывают, что CA2 играет важную роль в формировании социальных воспоминаний, что интригует, потому что социальный опыт у крыс обычно происходит, когда они мало перемещаются, — сказал Франк. — То же самое можно сказать о наших собственных социальных переживаниях. Мы можем пойти ездить на велосипеде с кем-то, но большая часть переживаний происходит, когда мы просто сидим вместе. Возможно, что система, специализирующаяся на определении вашего местоположения при работе в состоянии покоя, важна для запоминания социальных взаимодействий».